PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH QUẦN THỂ CÂN BẰNG
I. Phương pháp:
Một quần thể có tỉ lệ kiểu gen xAA + yAa + zaa = 1. Quần thể này đạt trạng thái cân bằng di truyền nếu y2 = 4.x.z hoặc \(\sqrt x + \sqrt z = 1\)
Chứng minh:
- Quần thể có tỉ lệ kiểu gen là xAA + yAa + zaa = 1.
=> Tần số A = \(x + \frac{y}{2}\)
=> Tần số a = \(z + \frac{y}{2}\)
- Quần thể đạt trạng thái cân bằng di truyền thì tỉ lệ kiểu gen tuân theo công thức Hacđi-Vanbec
=> Kiểu gen AA có tỉ lệ = \({\left( {x + \frac{y}{2}} \right)^2} = {x^2} + xy + \frac{{{y^2}}}{4}\)
=> Quần thể có tỉ lệ kiểu gen xAA + yAa + zaa = 1 sẽ đạt trạng thái cân bằng di truyền nếu thỏa mãn biểu thức:
\(x = {x^2} + xy + \frac{{{y^2}}}{4} \to 4x = 4{x^2} + 4xy + {y^2}\)
=> 4x - 4x2 = 4xy + y2 => 4x(l-x) = 4xy + y2.
Vì x + y + z= l ⇔ l - x = y + z => 4x(l-x) = 4x(y+z) = 4xy + 4xz = 4xy + y2
=> 4xz = y2.
Như vậy, nếu thỏa mãn biểu thức: 4xz = y2 thì quần thể sẽ đạt trạng thái cân bằng di truyền.
II. Bài tập vận dụng:
Câu 1: Theo định luật Hardy - Weinberg, có bao nhiêu quần thể sinh vật ngẫu phối sau đây đang ở trạng thái cân bằng di truyền?
(1) 0,5AA : 0,5aa.
(2) 0,64AA : 0,32Aa : 0,04aa.
(3) 0,2AA : 0,6Aa: 0,2aa.
(4) 0,75AA : 0,25aa.
(5) 100% AA.
(6) 100% Aa.
A. 2.
B. 3.
C. 4.
D. 5.
Hướng dẫn giải
Quần thể (2) \(\sqrt {0,64} + \sqrt {0,64} = 1,0\)
Quần thể (5) \(\sqrt 1 + \sqrt 0 = 1,0\)
Chỉ có quần thể (2), (5) là thỏa điều kiện \(\sqrt {{p^2}} + \sqrt {{q^2}} = 1\)
Câu 2: Quần thể nào sau đây ở trạng thái cân bằng di truyền?
A. QTI : 0,32 AA : 0,64 Aa : 0,04 aa. B.QT II: 0,04 AA : 0,64 Aa : 0,32 aa.
C. QT III: 0,64 AA : 0,04 Aa : 0,32 aa. D. QT IV: 0,64 AA : 0,32 Aa : 0,04 aa.
Hướng dẫn giải
Dùng công thức p2AA x q2aa = ( 2pqAa / 2 )2
Xét QTI: 0,32 x 0,04 = ( 0,64 /2 ) 2 <=> 0,0128 không bằng 0,1024
Xét QTII: 0,04 x 0,32 = ( 0,64 /2 ) 2 <=> 0,0128 không bằng 0,1024
Xét QTIII: 0,64 x 0,32 = ( 0,04 /2 ) 2 <=> 0,2048 không bằng 0,0004
Xét QTIV: 0,64 x 0,04 = ( 0,32 /2 ) 2 <=> 0,0256 = 0,0256
=> Chọn D
Câu 3: Hãy chọn phương án trả lời đúng: quần thể nào trong số các quần thể nêu dưới đây ở trạng thái cân bằng di truyền?
| Quần thể | Tần số kiểu gen AA | Tần số kiểu gen Aa | Tần số kiểu gen aa |
| 1 | 1 | 0 | 0 |
| 2 | 0 | 1 | 0 |
| 3 | 0 | 0 | 1 |
| 4 | 0,2 | 0,5 | 0,3 |
A. quần thể 1 và 2
B. quần thể 3 và 4
C. quần thể 2 và 4
D. quần thể 1 và 3
=> Đáp án D
Câu 4: Một số quần thể có cấu trúc di truyền như sau:
a. 0,42 AA ; 0,48 Aa ; 0,10 aa
b. 0,25 AA ; 0,50 Aa ; 0,25 aa
c. 0,34 AA ; 0,42 Aa ; 0,24 aa
d. 0,01 AA ; 0,18 Aa ; 0,81 aa
Quần thể nào nêu trên ở trạng thái cân bằng di truyền? Xác định tần số tương đối của các alen ở mỗi quần thể.
Hướng dẫn giải
a. Cấu trúc di truyền của quần thể:
0,42 AA ; 0,48 Aa ; 0,10 aa
→ Quần thể chưa ở trạng thái cân bằng di truyền vì không nghiệm đúng với công thức Hacđi – Vanbec: p2 + 2pq + q2 = 1.
Tần số tương đối của alen A: p = 0,42 + 0,48/2 = 0,66
Tần số tương đối của alen a: q = 1 – 0,66 = 0,34
b. Cấu trúc di truyền của quần thể:
0,25 AA ; 0,50 Aa ; 0,25 aa
→ Quần thể ở trạng thái cân bằng di truyền vì nghiệm đúng với công thức Hacđi – Vanbec: p2 + 2pq + q2 = 1.
Tần số tương đối của alen A: p = 0,25 + 0,5/2 = 0,5
Tần số tương đối của alen a: q = 1 – 0,5 = 0,5
c. Cấu trúc di truyền của quần thể:
0,34 AA ; 0,42 Aa ; 0,24 aa
→ Quần thể chưa ở trạng thái cân bằng di truyền vì không nghiệm đúng với công thức Hacđi – Vanbec: p2 + 2pq + q2 = 1.
Tần số tương đối của alen A: p = 0,34 + 0,42/2 = 0,55
Tần số tương đối của alen a: q = 1 – 0,55 = 0,45
d. Cấu trúc di truyền của quần thể:
0,01 AA ; 0,18 Aa ; 0,81 aa
→ Quần thể ở trạng thái cân bằng di truyền vì nghiệm đúng với công thức Hacđi – Vanbec: p2 + 2pq + q2 = 1.
Tần số tương đối của alen A: p = 0,01 + 0,18/2 = 0,1
Tần số tương đối của alen a: q = 1 – 0,1 = 0,9
III. Bài tập tự luyện:
Câu 1: Cho biết các quần thể có tỷ lệ các kiểu gen như sau :
Quần thể 1 : 36% AA + 48% Aa + 16% aa ; Quần thể 2 : 45% AA + 40% Aa + 15% aa
Quần thể 3 : 49% AA + 42% Aa + 9% aa ; Quần thể 4 : 42,25% AA + 45,5% Aa + 12,5% aa
Quần thể 5: 56,25% AA + 37,5% Aa + 6,25% aa ; Quần thể 6 : 56% AA + 32% Aa + 12% aa
Quần thể nào đạt trạng thái cân bằng theo Hacđi – Vanbec ?
A. 1,3,5
B. 1,4,6
C. 4,5,6
D. 2,4,6
Câu 2: Cho hai quần thể giao phối có cấu trúc di truyền sau:
Quần thể 1: 0,6 AA : 0,2 Aa : 0,2 aa.
Quần thể 2: 0,0225 AA : 0,2550 Aa : 0,7525 aa.
a. Quần thể nào đạt trạng thái cân bằng di truyền.
b. Muốn quần thể chưa cân bằng di truyền (nếu có) đạt trạng thái cân bằng phải có điều kiện gì? Lúc đó cấu trúc di truyền của quần thể sẽ như thế nào?
Câu 3: Quần thể có cấu trúc di truyền nào sau đây đang ở trạng thái cân bằng di truyền?
I. Quần thể có 0,3 AA : 0,4Aa : 0,3aa.
II. Quần thể có 0,0225AA : 0,255Aa : 0,7225aa.
III. Quần thể có 0,36AA : 0,42Aa : 0,22aa.
IV. Quần thể có 0,2AA : 0,6Aa : 0,2aa.
Trên đây là toàn bộ nội dung tài liệu Phương pháp Xác định quần thể đạt trạng thái cân bằng di truyền Sinh học 12. Để xem toàn bộ nội dung các em đăng nhập vào trang Chúng tôi để tải tài liệu về máy tính.
Hy vọng tài liệu này sẽ giúp các em học sinh ôn tập tốt và đạt thành tích cao trong học tập.
Các em quan tâm có thể tham khảo thêm các tài liệu cùng chuyên mục:
Chúc các em học tập tốt !
